研究人员开发了一种用于遥感的新型小型光纤成像光谱仪，它可以捕获30000个采样点，每个采样点包含60多个波长。这种丰富的光谱信息与高空间分辨率相结合，为了解场景或样本的化学组成提供了有价值的视角。来自莱斯大学的研究小组负责人Tomasz S. Tkaczyk说：我们研发的这种小型成像光谱仪可以用于无人机，帮助增加农作物产量，或者根据检测到的污染情况，在灾难发生后做出反应。

在生物医学领域，该系统可以提高诊断测试的效率，或帮助科学家更好地理解生物过程。在光学学会(OSA)的期刊《光学快报》上，研究人员表示，仪器能够提供比其他基于光纤的系统多一个数量级的信息。该装置只有600 x 150 x 150毫米——几乎小到可以在无人机上使用。该仪器可以做得更小，同时捕捉100多个波长，从25万个点到100多个点。这种新的光谱仪无需扫描就能立即获得光谱信息。这使得它能够快速成像变化的对象，如移动的目标或变化的成像条件。

形成较小的纤维束

成像光谱仪可以使用光纤束将光谱图像传输到检测器或检测器阵列。包含这种设置的光谱仪通常以一束光纤为特征，在输入端排列成正方形，在检测器端排列成单线。这意味着光纤的数量以及空间分辨率受到探测器尺寸的限制。为了增加新纤维束设计的空间采样，将纤维排列成多行，每一行之间都有间隙。这种设计的另一个好处是，间隙的大小可以调整空间和光谱采样之间的平衡，以满足特定的应用需求。”

商业上可用的成像光谱的小直径光纤通常为125-250微米直径，这将迅速提高光纤束的尺寸。为了保持结构紧凑，研究人员使用了一种商用的多芯光纤带，其中每根光纤都有一个10微米的纤芯。还优化了光纤的数值孔径，以提高聚光能力。从30000多根纤维中收集光谱可能需要一个广泛的校准过程。研究人员开发了一种快速的方法，可以在不到5分钟的时间内校准系统所有空间采样，并且只需要获取少量图像。

捕获光谱图像

研究小组展示了新的光谱仪，用它来成像遥远的场景和莱斯大学校园的植被。这些测试证明了该系统的光谱成像能力，并显示出其在环境和遥感应用中的重要前景。高空间采样成像光谱仪的快速校准新方法也可以扩展到校准光纤束和其他成像设备。研究人员目前正致力于进一步改进这种仪器，希望通过使用定制的光纤带使光纤束更加小，同时也在研究增加系统光吞吐量的方法。

参考期刊《Optics Express》

DOI: 10.1364/OE.27.015701

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